Bài 1:Tổng quan về máy tính pot

TH028 – Kiến trúc máy tính và hợp ngữ
Bài 1. Tổng quan về máy tính
Lê Trí Anh

Bài giảng có sử dụng tư liệu từ trang />Mục tiêu
• Sau bài này, SV có khả năng:
– Trình bày những nét đặc trưng của các thế hệ
máy tính điện tử
– Liệt kê 5 bộ phận cơ bản của máy tính
–
Giải
thích
mô
hình
abstraction layers
LTA08
–
Giải
thích
mô
hình
abstraction layers
– Phát biểu quy luật Moore
– Giải thích các khái niệm wafer, chip, package
2
Non-digital Computers
LTA08
3
/>Thế hệ 1
LTA08
4

IBM 700
Vacuum tube
ENIAC
LTA08
5
Thế hệ 2
IBM 7094
6
/>Transistor
Thế hệ 3
7
IBM 360
/>Integrated circuit (IC)
Thế hệ 4
Intel 4004 with 2300 transistors inside
8
XT computer with Intel 8086 chip
Ngày nay
9
/>478.2 teraFLOPS
Thế hệ 5 ???
10
Các thế hệ máy tính
Thế hệ Khoảng thời gian Công nghệ
1 1940-1956 Vacuum Tubes
2 1956-1963 Transistors
3
1964
-
1971

Integrated Circuits
LTA08
11
3
1964
-
1971
Integrated Circuits
4 1971-nay Microprocessors
5 Tương lai Artificial intelligence,
Parallel processing
• Primarily Crystalline Silicon
• 1mm - 25mm on a side
• 2007 feature size ~ 65 nm = 65 x 10
-9
m
(then 45, 32, 22, and 16 [by yr 2013])
• 100 - 1000M transistors
• (25 - 100M “logic gates”)
Bare Die
• 3 - 10 conductive layers
• “CMOS” (complementary metal oxide
semiconductor) - most common.
• Package provides:
• spreading of chip-level signal paths to
board-level
• heat dissipation.
• Ceramic or plastic with gold wires.
Chip in Package
Printed Circuit Boards

• fiberglass or ceramic
• 1-20 conductive
layers
•
1
-
20 in on a side
LTA08
•
1
-
20 in on a side
• IC packages are
soldered down.
• Provides:
– Mechanical support
– Distribution of power
and heat.
Quy luật Moore
LTA08
The number of transistors that can be inexpensively placed
on an integrated circuit is increasing exponentially,
doubling approximately every two years
Computer
Keyboard,
5 bộ phận cơ bản
LTA08
Processor
Computer
Control

(“brain”)
Datapath
(“brawn”)
Memory
(where
programs,
data
live when
running)
Devices
Input
Output
Keyboard,
Mouse
Display,
Printer
Disk
(where
programs,
data
live when
not running)
Abstraction layers
I/O system
Processor
Compiler
Operating
System
Application (ex: browser)
Memory

Software
Assembler
Instruction Set
Architecture
LTA08
16
I/O system
Processor
Digital Design
Circuit Design
Datapath & Control
transistors
Memory
Hardware
Architecture
lw $t0, 0($2)
lw $t1, 4($2)
sw $t1, 0($2)
sw $t0, 4($2)
High Level Language
Program (e.g., C)
Assembly Language
Program (e.g.,MIPS)
Machine Language
Program (MIPS)
Compiler
Assembler
temp = v[k];
v[k] = v[k+1];
v[k+1] = temp;

0000 1001 1100 0110 1010 1111 0101 1000
Level of presentation
Program (MIPS)
Hardware Architecture Description
(e.g., block diagrams)
Machine
Interpretation
0000 1001 1100 0110 1010 1111 0101 1000
1010 1111 0101 1000 0000 1001 1100 0110
1100 0110 1010 1111 0101 1000 0000 1001
0101 1000 0000 1001 1100 0110 1010 1111
Logic Circuit Description
(Circuit Schematic Diagrams)
Architecture
Implementation
Bài tập về nhà
• Đọc
– />– 01_Timeline.pdf
– 02_Hardware.pdf
–
Chương
1, P&H
LTA08
–
Chương
1, P&H
18